费米(4)〈原子能之父〉
十五、荣获诺贝尔奖
1938年诺贝尔物理学奖授予意大利罗马大学的费米,以表彰他用中子辐照产生新放射性元素以及用慢中子引起核反应的有关发现。
1938年夏天,意大利法西斯又发动了反犹太人运动,费米的妻子因为是犹太人,为了使妻子免遭迫害,费米夫妇决定永远离开意大利,到美国哥仑比亚大学接受教学职位。1938年,费米获得诺贝尔物理学奖。他利用了到斯德哥尔摩参加诺贝尔奖受奖的机会,颁奖结束后,费米全家从斯德哥尔摩登上 "法兰克尼亚号"航船,直接去了美国纽约,转到哥仑比亚大学担任教授,开始了他新的生活和研究,一直到1949年才第 一次回意大利探亲访友。
十六、原子弹的萌芽
1939年秋天,费米的同事席勒特起草了说明原子弹将会出现的一封信,由爱因斯坦署名寄给罗斯福总统。由此,美国才开始计划制造原子弹的所谓曼哈顿计划。
制造原子弹,就得先建造反应堆(即反应炉),因为设计原子弹所需的许多重要数据必须在反应堆的运转中获得。这一重任落到了费米身上。他领着一批人,为了保密,在芝加哥大学运动场的看台下着手建造世界上第一个核反应堆。
费米设计出世界第一个原子堆(反应炉),这个原子堆(反应炉)所产生的原子能是在控制下进行。它装置装在芝加哥大学的看毫下,1942年12月2日开工,花了不到四个月的时间就完成了。在儿费米和他的同事成功的完成了铀的分裂,产生世界第一次被控制的核子连锁反应,开辟了人类首次利用原子能的用途。由于这个第一座原子堆(反应炉)的成功,原子弹才能产生,而且使核子研究有了长足的进步。
十七、反应堆或反应炉
第一座世界上人工控制的核反应器(nuclear reactor)叫芝加哥1号堆(Chicago Pile-1),简称CP-1。1942年12月2日,在费米的监督下,完成的,它之所以叫反应堆是,是它产生分裂的物质是铀,产生慢中子的缓和剂是石墨,铀被制成丸嵌入制成的黑色石墨砖块中,堆积像一堆黑色墙(图3)。
图3:芝加哥1号堆在1942 年建成,它是由一堆铀和石墨制成的砖块堆积而成。(摘自维基百科,作者:Melvin A. Miller of the Argonne National Laboratory)
十八、原子弹出炉
1944年7月11日,费米及其家人加入了美国籍。
1944年9月,费米在完成了核反应堆的一系列试验后,费米开始到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室工作,以科学总顾问的身份积极参加了原子弹的秘密研制。他秘密转移到了制造原子弹的Y秘密基地。这里活像个集中营,周围围满了铁丝网,四周都设有警卫人员,费米和一大批科学家在这几乎与世隔绝的地方开始了新的工作。经过将近一年的时间,科学家们一个一个地克服困难。到了1945年,原子弹终于试制成功,试验日期定在 7月16日,爆炸地点选在离这个地方一百英里外的新墨西哥大沙漠里。
1945年7月初,美国终于研制出了三枚原子弹,他们立即准备着手实验。当得知要进行原子弹实验时,美国总统杜鲁门推迟了波茨坦会议时间,因为其希望该武器能够在波茨坦会议期间爆炸,以提高美国的国际地位。
7月15日,杜鲁门到达波茨坦。7月16日5时29分45秒,人类历史上的首枚原子弹在阿拉莫戈多沙漠上爆炸,实验极其成功。
试验开始了,定时器在倒数计时,·……30秒·……10秒……1秒。5时30分,天空突然出现了闪光,把大地照得如同白昼,巨大的爆炸声震撼了大沙漠。同时前方迅速卷起了一团蘑菇状烟云徐徐升空。世界上第一颗原子弹试验成功了。
原子弹在新墨西哥州沙漠上试爆的威力超过了科学家的估计,整个沙漠融化成一片绿色的玻璃,一英里内的生物完全丧失生命。一个月后,日本的广岛和长崎(图4)两个城市,受到了美国原子弹的袭击,而结束了第二次世界大战,因此它救了不知多少数目的全世界人民的性命,让自由世界的同盟国战胜了轴心国的野心。
图4:长崎的原子弹爆炸(摘自维基百科,作者:The picture was taken by Charles Levy from one of the B-29 Superfortresses used in the attack)